Exercice 2 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Polynésie 2022 (jour 2)
Thème : Organisation fonctionnelle des plantes à fleurs et production de matière organique · Tiré du sujet Jour 2 (2022)
Énoncé
EXERCICE 2 – La plante, productrice de matière organique (8 points)
La culture des arbres fruitiers est importante pour l'alimentation et l'économie d'un pays. La lutte contre les ravageurs de culture est donc essentielle. Le puceron vert, Myzus persicae, est un parasite du pêcher et sa présence peut détruire la récolte d'une année, voire conduire à la mort des arbres. Afin de répondre aux exigences environnementales, de nouveaux traitements phytosanitaires sont élaborés à partir de molécules issues de végétaux appelés « biopesticides ».
Montrer que des extraits de Laurier rose permettent de produire un biopesticide dont vous préciserez le mode d'emploi.
Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données des documents et les connaissances utiles.
DOCUMENT 1 – Les caractéristiques du puceron vert du pêcher: insectes de 1.5 à 2.5 mm
Les premiers pucerons verts se remarquent sous les feuilles du pêcher. À mesure que la population se développe, les feuilles dépérissent, et en conséquence les fruits sont moins nombreux.
Dans les colonies de pucerons, on trouve des individus ailés et d'autres non ailés. Les individus non ailés se déplacent peu et forment des colonies denses.
Les individus ailés peuvent parcourir de grandes distances pour infester d'autres plantes.
DOCUMENT 2 – Estimation du nombre d'individus de pucerons verts (larves, adultes ailés et non ailés) par feuille de pêcher
On cherche à connaître les formes de pucerons qui envahissent un pêcher. On observe un pêcher du 29 février au 14 juin et l'on dénombre les différentes formes observées.
L'infestation du pêcher a commencé le 29 février et s'est étalée jusqu'au 14 juin de la même année.
DOCUMENT 3 – Cycle saisonnier du puceron vert pour ses formes ailées et non ailées
*parthénogenèse: développement d'un nouvel individu à partir d'un gamète femelle non fécondé
DOCUMENT 4 – Quelques molécules composant le laurier rose
Molécules
Alcaloïdes
Tanins
Acides phénoliques
Flavonoïdes
Saponines
Terpènes
Laurier rose
++
++
++
++
+
++
(+): présence
Les tanins, les acides phénoliques et les flavonoïdes appartiennent à la catégorie des polyphénols.
DOCUMENT 5 – Mortalité (%) des pucerons adultes ailés et non ailés, après 24 heures de l'application d'une solution de molécules extraites du laurier rose
On élève des pucerons que l'on sépare en 5 lots. Chacun des lots est exposé à des concentrations différentes de molécules de laurier rose. Le pourcentage de mortalité dans les différents lots est calculé au bout de 7 jours.
DOCUMENT 6 – Effet des polyphénols sur les colonies de pucerons adultes ailés et non ailés
On élève des pucerons que l'on sépare en 5 lots. Chacun des lots est exposé à des concentrations différentes de molécules de laurier rose. Le pourcentage de répulsion* dans les différents lots est calculé après 24 heures d'application.
*répulsion: comportement qui évite d'entrer en contact avec quelque chose.
L'effet des polyphénols (flavonoïdes, tanins et acides phénoliques) est également mesuré sur la fécondité* des femelles adultes de puceron.
*fécondité: faculté de se reproduire
Corrigé
Corrigé proposé par AprenAI (non officiel)
Montrer que des extraits de Laurier rose permettent de produire un biopesticide dont vous préciserez le mode d'emploi.
Réponse : Introduction Le puceron vert (*Myzus persicae*) est un insecte ravageur du pêcher. On cherche à montrer que les molécules du laurier rose, des métabolites secondaires de défense, peuvent servir de biopesticide, et à préciser comment l'utiliser. 1. Un ravageur qui détourne la matière organique du pêcher (Doc 1, 2 et 3) - *Mode de nutrition* (Doc 1) : avec son stylet buccal, le puceron traverse l'épiderme et le parenchyme jusqu'au phloème. Il y prélève la sève élaborée, riche en matière organique (saccharose) issue de la photosynthèse des feuilles. Les feuilles dépérissent et les fruits, organes de stockage de cette matière organique, sont moins nombreux. - *Localisation* : les pucerons s'installent sous les feuilles. Les non-ailés forment des colonies denses ; les ailés dispersent l'infestation. - *Dynamique d'infestation* (Doc 2) : aucun puceron jusqu'au 22/03. Le 29/03, les larves explosent (environ 80 par feuille) et quelques ailés apparaissent (environ 8). Les larves culminent vers 95-100 par feuille au 03/05. Les adultes non ailés atteignent environ 20 vers mi-avril et les ailés environ 15 au 03/05. La population chute ensuite jusqu'à zéro le 14/06. - *Cycle* (Doc 3) : au printemps, les œufs d'hiver éclosent sur le pêcher (hôte primaire). Il se forme des femelles sans ailes, puis des femelles ailées qui migrent vers le blé (hôte secondaire). Sur le blé, la reproduction se fait par parthénogenèse en été. À l'automne, des ailés mâles et femelles reviennent sur le pêcher pour la reproduction sexuée et la ponte des œufs. - Il faut donc agir sur le pêcher, à la fin de l'hiver et au début du printemps, avant la pullulation des larves et le départ des ailés. 2. Les extraits de laurier rose ont des propriétés de biopesticide (Doc 4, 5 et 6) - *Composition* (Doc 4) : le laurier rose contient beaucoup d'alcaloïdes, de terpènes et de polyphénols (tanins, acides phénoliques, flavonoïdes), ainsi qu'un peu de saponines. Ce sont des métabolites secondaires qui défendent la plante contre les herbivores. - *Effet létal* (Doc 5) : la mortalité est nulle à 0 et 1 %. Elle est d'environ 18 % à 2,5 % et 19 % à 5 %, puis d'environ 55 % à 10 %. L'effet dépend donc de la dose et devient nettement efficace à 10 %. - *Effet répulsif* (Doc 6) : le témoin est à 2 %. Les flavonoïdes sont les plus répulsifs : 12 % à 1 %, 15 % à 2,5 %, 35 % à 5 % et environ 46 % à 10 %. Les tanins (environ 15 % à 10 %) et les acides phénoliques (environ 8 % à 10 %) sont peu actifs. - *Effet sur la fécondité* (Doc 6) : les trois polyphénols la diminuent quand la concentration augmente. Elle passe d'environ 70 à 55 pour les flavonoïdes, de 68 à 50 pour les tanins et de 71 à 53 pour les acides phénoliques, entre 0 et 10 %. Les tanins sont les plus efficaces. - Bilan : les extraits tuent, repoussent et limitent la reproduction des pucerons. On peut donc en faire un biopesticide d'origine végétale, plus respectueux de l'environnement. 3. Mode d'emploi du biopesticide - *Composition* : une solution d'extrait de laurier rose enrichie en flavonoïdes (pour la répulsion) et contenant aussi des tanins (pour la fécondité). - *Concentration* : 10 %. C'est la seule dose qui donne plus de 50 % de mortalité, environ 46 % de répulsion et la plus forte baisse de fécondité. À 5 %, la mortalité n'est que de 19 %. - *Période* : traiter le pêcher fin mars, entre le 22/03 et le 29/03, au moment de l'éclosion des œufs et avant l'explosion des larves et des premiers ailés. Renouveler ensuite le traitement en avril, jusqu'au début mai, pour éviter le départ des ailés vers d'autres plantes. Un traitement à l'automne peut aussi limiter la reproduction sexuée et la ponte sur le pêcher. - *Zone d'application* : pulvériser surtout la face inférieure des feuilles et les jeunes pousses, là où se trouvent les colonies. - *Fréquence* : les effets sont mesurés après 24 h (répulsion) et après 7 jours (mortalité). Il faut donc renouveler l'application, par exemple chaque semaine, pendant la période d'infestation. Conclusion Riches en polyphénols, les extraits de laurier rose ont des effets létaux, répulsifs et anti-fécondité sur le puceron vert. Utilisés à 10 % sous les feuilles du pêcher dès le début du printemps, ils constituent un biopesticide efficace qui préserve la production de matière organique par l'arbre.
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